JP2013215688A - 機能性シート製造装置および機能性シート製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ストライプ状のパターンで形成された機能性シートを得る場合、幅方向の端部まで直線性に優れ、かつ端部まで膜厚の均一性に優れた機能性シート製造装置を提供する。
【解決手段】転写ロール２とバックアップロール３との間に平板１３を配置しておき、調厚ロール１と転写ロール２の間に塗料４を通して転写ロール２表面に塗膜６を形成し、転写ロール２上の塗膜６の一部を除去ロール８上の除去ヘッド８ａによって除去し、除去ヘッド８ａで除去させなかった転写ロール２上の塗膜６をバックアップロール３の表面に沿って走行してきた基材７の表面に転写する場合、基材７と平板１３間の間隙ｔ１と、転写ロール２と平板１３間の間隙ｔ２との関係をｔ１＜ｔ２にすることで、間隙ｔ２側に余剰な塗膜６を移動させる。
【選択図】 図１（ａ）

Description

本発明は、被塗布物（基材）の表面に塗膜を形成する、機能性シート製造装置および製造方法に関するものである。

ストライプ状のパターンを有する機能性シート（例えば、キャパシタ、燃料電池、リチウムイオン二次電池等の電極、ディスプレイの光学フィルム）の製造方法として、櫛歯状の平板でノズル出口を区切ってストライプ状に塗工する方法、または連続的に塗工したシートからストライプ状に塗布物を除去する方法が使用されている。

例えば、特許文献１に記載されたストライプ状の塗膜（パターン）を有する機能性シートの製造方法では、図７に示すように、基材１０１上にダイノズル１０２の下流側に所定の幅で切欠き部を設けて連続的に活物質層１０３を塗工することで、基材１０１の無地部と活物質層１０３が幅方向に交互に形成されたストライプ状の塗膜を有する機能性シートを製造している。

特開２００１−３２７９０６号公報

しかしながら、特許文献１の機能性シートの製造方法では、流動性の高い塗料を適用する必要があるため、基材１０１と活物質層１０３との境界部で表面張力が働いて、活物質層１０３の端部が活物質層１０３の中央部に比べて薄くなってしまう場合があった。

そのため、必要活物質量が予め決まっている機能性シートの場合、端部の必要活物質量を満たすために中央部に過剰に活物質を塗布する必要があり、材料ロスが大きくなるという問題がある。

本発明は、上記従来の問題を解決し、ストライプ状の塗膜の端部に至るまで膜厚の均一性に優れる機能性シート製造装置およびその製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の機能性シート製造装置は、塗料を塗膜として基材に塗工して機能性シートを製造する機能性シート製造装置であって、前記基材を巻回して走行させる第２のロールと、前記第２のロールに対向して配置された第１のロールと、前記第１のロールと前記第２のロールとの間に配置された第１の平板と、を備え、前記第２のロールに巻回された基材と前記第１の平板との間隙ｔ１と、前記第１のロールと前記第１の平板との間隙ｔ２との関係が、ｔ１＜ｔ２であることを特徴とする。

また、上記課題を解決するために、本発明の機能性シート製造方法は、塗料を塗膜として基材に塗工して機能性シートを製造する機能性シート製造方法であって、供給タンクから供給された前記塗料を前記第１のロール上にストライプ状の塗膜として形成し、第２のロールに巻回させて前記基材を走行させ、前記第１のロールと前記第２のロールとの間に第１の平板を配置した状態で、前記第１のロール上の塗膜を前記基材に転写させて前記機能性シートを製造するに際し、前記基材と前記第１の平板との間隙ｔ１と、前記第１のロールと前記第１の平板との間隙ｔ２との関係が、ｔ１＜ｔ２であることを特徴とする。

本発明の機能性シート製造装置および機能性シート製造方法によれば、ストライプ状の塗膜の端部に至るまで膜厚の均一性に優れる機能性シートを製造できる。

本発明の実施の形態１の機能性シート製造装置の正面を示す模式図 本実施の形態１の機能性シート製造装置の底面の一部を示す模式図 本実施の形態１の機能性シート製造装置の平面の一部を示す模式図 本実施の形態１の機能性シートの直線性評価の定義を説明する模式図 本実施の形態１の機能性シート製造装置によるストライプ形成工程を説明する模式図 従来例の機能性シート製造装置によるストライプ形成工程を説明する模式図 本実施の形態１の機能性シート製造装置によるストライプ形成工程を説明する模式図 本実施の形態１の機能性シート製造装置によるストライプ形成工程を説明する模式図 （ａ）、（ｂ）本実施の形態１の機能性シート製造装置および従来技術により形成された機能性シートの膜厚測定結果を示すグラフ 本発明の実施の形態２の機能性シート製造装置の正面を示す模式図 本実施の形態２の機能性シート製造装置の底面の一部を示す模式図 本実施の形態２の機能性シート製造装置の平面の一部を示す模式図 本実施の形態２で、平板を複数本用いた場合の機能性シートを説明する模式図 本実施の形態２の機能性シートを製造する塗工装置の平面の一部を示す模式図 特許文献１の機能性シートの製造装置の模式図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、同じ構成には同じ符号を付けて、適宜、説明を省略している。

（実施の形態１）
図１（ａ）は、本発明の実施の形態１における機能性シート製造装置の正面を示す模式図である。図１（ａ）に示すように、この機能性シート製造装置は、まず、供給タンク５内に蓄えられた塗料４を、回転する調厚ロール１と転写ロール２との間隙を通過させることにより、転写ロール２の上に塗膜６を形成する。ここで、転写ロール２は、本発明の第１のロールの一例である。また、調厚ロール１は、本発明の第３のロールの一例である。

調厚ロール１、転写ロール２の表面の材質としては、例えば、シリコンやフッ素に代表される離型性が高い材質を含む樹脂、またはそれらの成分を含有した複合金属物を用いることができる。本実施の形態では、調厚ロール１、転写ロール２の表面の材質として、複合金属物を用いている。この複合金属物は、ＳＵＳロールを規則的に溝加工した面またはブラストして荒らした面に、シリコンまたはフッ素に代表される離型性が高い材質をコーティングし、その後に円周面を加工することで製造した。

転写ロール２の下方には、転写ロール２と対向する除去ロール８が設置されている。この除去ロール８には、幅Ｗ１の、周方向に形成された凸形状の除去ヘッド８ａが設けられている。除去ヘッド８ａに接した塗膜６の一部は、転写ロール２上から除去ヘッド８ａ上に転写され、転写ロール２上から除去される。一部が除去されることで、転写ロール２上の塗膜６の残部はストライプ状になる。除去ヘッド８ａの軌跡上にはカキトリブレード１０が設けられている。カキトリブレード１０は、除去ヘッド８ａ上に転写された塗膜６の一部を除去して、回収塗膜１２として回収ボックス１１に回収する。

カキトリブレード１０としては、除去ヘッド８ａの表面材質を損傷させない材質で、且つ除去ヘッド８ａに密着して塗膜６の一部を掻き取るために、弾性のある材質のブレードであることが望ましい。例えば、カキトリブレード１０としては、ＰＥＴ、ＰＰ、ジュラコン、ナイロンなどの樹脂ブレードが使用できる。

除去ヘッド８ａとしては、例えば、ＳＵＳ研磨仕上げ、もしくはクロムメッキ仕上げ、ニッケルメッキ仕上げのものを用いることができる。

除去ヘッド８ａの表面と除去ロール８の表面との段差は、塗膜６が除去ロール８の表面に接触することが無いように、転写ロール２上の塗膜６の厚みの２倍以上であることが望ましい。

転写ロール２上の塗膜６と除去ヘッド８ａとが接触する必要があるため、転写ロール２と除去ヘッド８ａとの間隙は、「塗膜６の厚み＋転写ロール２と除去ロール８の機械精度」以下で設定する必要がある。ここで、転写ロール２と除去ヘッド８ａとの間隙が塗膜６の厚みの２／３より大きい場合、塗膜６の材料組成によっては、塗膜６への除去ヘッド８ａの挿入深さが浅くなって除去ヘッド８ａへの塗膜６の転写が不完全になることがある。除去ヘッド８ａへの塗膜６の転写が不完全になると、転写ロール２に残った塗膜６の直線性が悪くなるため、転写ロール２と除去ヘッド８ａとの間隙は、塗膜６の厚みの２／３以下で設定することが望ましい。

一方、除去ヘッド８ａ上に転写されなかった塗膜６の残部は、回転するバックアップロール３に巻回された基材７と転写ロール２との間で、基材７に転写される。ここで、バックアップロール３は、本発明の第２のロールの一例である。

その結果、基材７にストライプ状に塗膜が形成された機能性シート９を製造することができる。

バックアップロール３の表面材質としては、ＳＵＳ研磨仕上げ、もしくはクロムメッキ仕上げ、ニッケルメッキ仕上げのものを用いることができる。

基材７の材質としては、製造される機能性シート９で必要な機能によって種々使い分けることが望ましい。例えば、基材を集電体として使用する電子部品の場合は、基材７としてアルミニウム箔、銅箔、ニッケル箔などが使用できる。また、例えば、光学フィルムのように最終的に基材から剥離して別部材に貼り合せるシートの場合は、基材７として離型ＰＥＴ、離型ＰＰ、離型ＰＥなどが使用できる。

塗膜６は、回転するバックアップロール３に巻回された基材７と転写ロール２との間隙において転写ロール２の表面から基材７の表面に転写されるとき、基材７と転写ロール２の間隙が狭くなるに従い、押し広げられる。

そして、基材７と転写ロール２との間隙が最も狭くなった後、基材７と転写ロール２との間隙が広がるに従い、基材７上に転写された塗膜６の端部６ａ，６ｂが、基材７に転写された塗膜６の中央部に比べ薄くなっていく。

これは、塗膜６の端部６ａ，６ｂと中央部とで塗膜６にかかる内部応力に差が生じていると共に、基材７と転写ロール２との間隙が最も狭い部分の通過後に塗膜６の内部応力が緩和された際の膜厚の戻り量が、塗膜６の内部応力に比例しているためである。ここで、塗膜６の端部６ａ，６ｂと中央部において塗膜６にかかる内部応力に差が生じるのは、塗膜６の端部６ａ，６ｂでは塗膜６が広がることができる空間が存在するのに対し、塗膜６の中央部では塗膜６が広がることができる空間が存在しないためである。また、基材７と転写ロール２との間隙が最も狭い部分の通過後に間隙が広がっていくと、塗膜６の内部応力が緩和され、内部応力に比例して塗膜６の膜厚が戻って厚くなっていく。そのため、基材７と転写ロール２との間隙が最も狭くなった後、基材７と転写ロール２との間隙が広がるに従い、基材７上の塗膜６の中央部に比べて端部６ａ，６ｂが薄くなる。

また、転写ロール２上の塗膜６の膜厚の厚み精度にバラつきがある場合や、除去ヘッド８ａで形成された塗膜６の端部６ａ，６ｂの直線精度にバラつきがある場合には、そのバラつきが基材７上に転写された塗膜の端部の直線精度に反映されることがある。

本発明の実施の形態１では、スプライト状に隣接する側の塗膜６の端部６ｂと中央部の厚みのバラつきを少なくすると共に、この端部６ｂの直線精度を高くするために、転写ロール２とバックアップロール３との間に、幅Ｗ２の平板１３（図１（ｂ）、（ｃ）参照）を設置している。この平板１３は、本発明の第１の平板の一例である。

図１（ｂ）は、本発明の実施の形態１における調厚ロール１と転写ロール２をＺ方向の下方から見た底面を示す模式図である。平板１３は平らな板状の部材であり、平板１３の幅Ｗ２と除去ヘッド８ａの幅（基材７の無地部の幅）Ｗ１とは、Ｗ１≧Ｗ２の関係にある。また、図１（ｃ）は、本発明の実施の形態１における転写ロール２とバックアップロール３をＺ方向の上方から見た平面を示す模式図である。

なお、図１（ａ）に示すように、平板１３の上下両端は、転写ロール２とバックアップロール３との間で塗膜６が押し広げられる際に生じる荷重を受けても動かないように固定機構で固定されているが、図１（ｂ）、（ｃ）では、理解を容易にするために、平板１３の上下両端の固定機構を省略して図示している。

本実施の形態では、平板１３は、基材７と平板１３との間隙ｔ１と、転写ロール２と平板１３との間隙ｔ２との関係が、ｔ１＜ｔ２、且つ転写ロール２とバックアップロール３により押し広げられる塗膜６で間隙ｔ２が埋まらない位置に配置している（図１（ｃ）参照）。

平板１３は、図１（ｃ）から分かるように、基材７の無地部７ａ（基材７において塗膜６が存在しない部分）と対向するように配置されている。すなわち、平板１３は、バックアップロール３と転写ロール２との間隙（ギャップ）において、図１（ｃ）に示すように、塗膜６の間に位置すると共に、塗膜６の端部６ｂに隣接するように、配置されている。

平板１３をこのように配置した場合の効果について説明する。

転写ロール２とバックアップロール３との間隙において、平板１３側に押し広げられた塗膜６の端部６ｂは、無地部７ａへ流動しようとする。その際、基材７と平板１３との間隙ｔ１側よりも転写ロール２と平板１３との間隙ｔ２の方が大きいため、押し広げられた塗膜６は、間隙ｔ２側の方に流れ込む。間隙ｔ２側（転写ロール２側）へ流れ込んだ塗膜は、平板１３の存在によって、基材７へは転写されず、転写ロール２上に残る。このように押し広げられた塗膜６が基材７に転写されない結果、詳しくは後述するが、直線性に優れかつ、端部まで均一な膜厚のストライプ状の塗膜が形成された機能性シート９を製造することができる。

一方、平板１３が配置されていない側の塗膜６の端部６ａは、基材７の幅より大きいため、基材７の端部よりはみ出た部分がバックアップロール３と基材７との間に生じるせん断力により切断され、基材７上には転写されずに、バックアップロール３上に残る。このようにして、平板１３が配置されていない外側の塗膜６の端部においても、直線性に優れ、かつ、端部まで均一な膜厚のストライプ状の塗膜が形成された機能性シート９を製造することができる。

なお、バックアップロール３上に残った塗膜は、バックアップロール３に接触しているカキトリブレード１４により除去される。この除去により、バックアップロール３は、転写ロール２上から塗膜６が転写される前の状態に再生され、除去された塗膜は、回収塗膜１６として、カキトリブレード１４の近傍に設けられた回収ボックス１５に回収される。

なお、図１（ｃ）に示すように、基材７側へ転写されずに転写ロール２上に残った塗膜１７は、供給タンク５から供給される塗膜６に取り込まれる。

平板１３の表面の材質としては、例えば、複合金属物、表面研磨材料、またはフッ素を含有したニッケルメッキを用いることができる。ここで、複合金属物とは、シリコンやフッ素に代表される離型性が高い材質を含む樹脂およびそれらの成分が、含浸または含有したものである。また、表面研磨材料とは、クロムメッキした際に生じる小さなクラックに、シリコンまたはフッ素に代表される離型性が高い材質を溶融させて塗布した後に、表面を研磨してランダムにシリコンまたはフッ素に代表される離型性が高い面を部分的表面に出した材料である。

製造された機能性シート９は、塗膜６に含有している成分に応じて、乾燥もしくは硬化させる。乾燥させる場合の方式としては、熱風、遠赤外、中赤外、または電磁誘導加熱が使用できる。硬化させる場合の方式としては、ＵＶ、ＥＢ、または熱硬化が使用できる。

調厚ロール１、転写ロール２、バックアップロール３、除去ロール８は、それぞれ図１（ａ）に示す矢印Ａ〜Ｄの方向に回転する。

続いて、具体的に行った実験について、説明する。

調厚ロール１、転写ロール２、バックアップロール３および除去ロール８を回転させている状態において、一定量の塗料４を転写元の調厚ロール１表面に供給して、調厚ロール１と転写ロール２との間の間隙（ギャップ）で調厚し、転写ロール２に塗膜６として転写する。そして、除去ロール８の除去ヘッド８ａを用いて、転写ロール２上の塗膜６に除去ヘッド８ａを密着および離間させることで、転写ロール２上の塗膜６の一部を剥離する。これによって、一部が剥離部として剥離されたストライプ状の塗膜６が、転写ロール２上に形成される。

転写ロール２とバックアップロール３との間には、除去ヘッド８ａで形成した剥離部の範囲内に、平板１３を設置している。すなわち、ストライプ状の塗膜６の横に、平板１３を設置している。

そして、転写ロール２上に除去ヘッド８ａで剥離されること無く残った塗膜６をバックアップロール３上の基材７に密着させることで、平板１３の端部まで塗膜６が満たされ、バックアップロール３上を走行する基材７上にストライプ状の塗膜６を形成し、乾燥炉などを通すことで、表面に機能膜が形成された機能性シート９を製造する。ここで、機能性シート９の両面に機能膜が必要な場合は、同様の方法で機能性シート９の裏面に機能膜を形成する。

ここで、調厚ロール１は、直径３００ｍｍ、幅３００ｍｍのロールである。また、転写ロール２は、直径３００ｍｍ、幅３００ｍｍのルールである。また、バックアップロール３は、直径３００ｍｍ、幅３００ｍｍのロールである。また、除去ロール８は、直径２８０ｍｍ、幅３００ｍｍのルールである。除去ヘッド８ａは、除去ロール８と同じ中心から直径３００ｍｍ、幅２４ｍｍのヘッドである。また、平板１３は、厚みＴ＝４０μｍ、幅２０ｍｍの板である。

調厚ロール１のロール表面には、表面粗さＲａ１２μｍの凹凸が設けられるように、予め表面を荒らしたロールにシリコン焼付け処理を行った。転写ロール２のロール表面には、表面粗さＲａ０．４μｍに仕上げたロール上にシリコン焼付け処理を行った。バックアップロール３および除去ヘッド８ａは、クロムメッキ仕上げのものを用いた。

調厚ロール１、転写ロール２、バックアップロール３、および除去ロール８の回転数は、基材７の走行速度に合わせて、６０ｍ／ｍｉｎに相当する回転数とした。

調厚ロール１と転写ロール２との間隙（ギャップ）は１４０μｍとし、転写ロール２とバックアップロール３との間隙（ギャップ）は１３０μｍ（１２０μｍ＋基材７の厚み１０μｍ）とし、転写ロール２と除去ヘッド８ａとの間隙（ギャップ）は１２０μｍとした。

平板１３は、ＳＵＳの母材にＳｉ系離型材を溶射したものを用いた。

カキトリブレード１０、１４は、ナイロン製の幅３００ｍｍ、長さ１０ｍｍ、厚み１ｍｍ、先端角１５°の樹脂ブレードを用いた。カキトリブレード１０、１４は、除去ヘッド８ａまたはバックアップロール３の走行軌道上円の接線から３０°を成す角度に設置した。

塗料４は、活物質としての活性炭と、導電剤としてのカーボンブラック（以下、ＣＢ）と、非水溶性高分子結着材としてのスチレンブタジエンゴム（以下、ＳＢＲ）と、分散溶媒としての純水とを混合してなる分極性電極材料を用いた。ここでの塗料４は、活性炭が１００重量部で、ＣＢが５重量部で、ＳＢＲが２重量部で、純水が４５重量部である。

基材７としては、幅１４４ｍｍ、厚み３０μｍのアルミ箔にエッチング処理を施したものを用い、その基材７の上に塗膜を転写して機能性シート９を製造した。

表１に、厚みＴ＝４０μｍの平板１３を用いて、転写ロール２と平板１３との間隙ｔ２と、基材７と平板１３との間隙ｔ１を変更した際の端部６ｂの直線性評価結果を示す。

直線性について図２を用いて説明をする。図２は、本実施の形態の機能性シート製造装置を用いて製造した機能性シート９の平面模式図である。機能性シート９には、基材７に塗膜６が付いておらず基材７が露出している無地部２１と、基材７に塗膜６が付いている塗膜部２２が存在する。直線性とは、塗工開始位置Ａから２０００ｍｍ後の塗工終了位置Ａ´までの区間において、無地部２１と塗膜部２２との境界（端部６ｂ）の幅方向における最大変化量αである。

この構造の機能性シートにおいて、従来工法で製造した場合の直線精度αはα＝１ｍｍであったので、直線精度αがそれ未満であれば直線性が良いと判定した。

間隙ｔ１＝０μｍの場合、すなわち基材７と平板１３が密着した場合は、直線性は良いが、無地部２１が平板１３と直接接しているので、基材７と平板１３の材質によっては無地部２１または平板１３のいずれか一方または両方に傷または破損が生じることがあり、機能性シート９としては使用できなかった。ただし、無地部２１の表面に傷が残っても問題が無い機能性シート９であれば、間隙ｔ１が０μｍでも製造可能である。

他方、間隙ｔ１＝４０μｍの場合は、間隙ｔ１の間に塗膜６の一部が流入してしまい、間隙ｔ１＝４０μｍで基材７上に形成される塗膜６の直線性（＝４．５）は、間隙ｔ１＝３０μｍ以下の時の直線性（＝０．３）に比べて大幅に悪くなった。

これは、間隙ｔ１＝４０μｍ以上の場合は、間隙ｔ２が間隙ｔ１と比べて同等または狭くなるため、間隙ｔ１へ塗膜が流入することで無地部２１への転写が発生し、直線性が悪化したためだと考えられる。

この結果について、図３を用いて考察する。図３（ａ）は、転写ロール２とバックアップロール３との間隙（ギャップ）に入る前における、転写ロール２上の塗膜６の断面模式図である。図３（ａ）は、調厚ロール１と転写ロール２で形成された厚みＴ１の塗膜６の幅方向中央部を除去ヘッド８ａで除去し、幅Ｗ３、厚みＴ１の塗膜６が幅方向に２つできた状態である。

図３（ｂ）は、従来の機能性シート製造装置を用いた場合であって、転写ロール２とバックアップロール３との間に平板１３がない構成において、図３（ａ）の塗膜６が転写ロール２とバックアップロール３との間隙（ギャップ）に入った状態での塗膜６の断面模式図である。図３（ｂ）に示す構成では、転写ロール２とバックアップロール３との間隙（ギャップ）と同じ厚みＴ２まで塗膜６は押しつぶされて広がり、塗膜幅はＷ４となる。この時、厚みＴ１と塗膜幅Ｗ３との体積と厚みＴ２と塗膜幅Ｗ４との体積は等しい。

これに対して、本実施の形態の機能性シート製造装置を用いた場合は、図３（ｃ）に示すように、転写ロール２と平板１３との間隙ｔ２と基材７と平板１３との間隙ｔ１の関係がｔ１＜ｔ２の関係にあるので、転写ロール２とバックアップロール３により押し広げられた塗膜６は間隙ｔ１と間隙ｔ２の抵抗の違いから、間隙ｔ２の方により多く選択的に充填され、他方、間隙ｔ１にはほとんど充填されない。

これに加えて、塗料４の粘度が、変形はするが毛細管現象や濡れといった流動現象が全く働かない粘度（例えば１０００００ｍＰａ・ｓ以上の粘度）である場合、間隙ｔ２と平板幅Ｗ２で構成される空間が埋めつくされない限り、間隙ｔ１には塗膜６は流入しなかった。

すなわち、本発明は、このような流動現象が全く働かない粘度の塗料において、特に効果があることが分かった。

図３（ｄ）は、転写ロール２とバックアップロール３との間に平板１３がある構成で、塗膜６が転写ロール２とバックアップロール３との間隙（ギャップ）を通過した後の塗膜６の断面模式図である。

図３（ｄ）に示すように、基材７と転写ロール２との間における離型性の差により、塗膜６は選択的に基材７に転写された後、転写ロール２とバックアップロール３との間隙が広がると、転写される際に圧縮されていた塗膜６内の内部応力が開放され、塗膜６の膜厚が間隙（ギャップ）を通ったときに比べて厚くなる。

このとき、平板１３が存在しない側の端部６ａは塗膜６が広がるための空間が存在しているため、塗膜６内の内部応力が中央部に比べ小さくなり、端部６ａにおける塗膜６は中央部に比べて薄くなる。

一方、平板１３が存在する側の端部６ｂでは、平板１３が存在しているため、中央部とほぼ等しい内部応力が生じる。このとき、端部６ｂでは、間隙ｔ２内に流入した塗膜６の圧力が増加して、間隙ｔ２内に流入した塗膜６の転写ロール２との密着性が、間隙ｔ２内に流入しなかった塗膜６に比べて高くなる。それと共に、間隙ｔ２に流入した塗膜６は、平板１３に抑えつけられるため、膜厚が厚いまま直線的に切断される。

なお、平板１３が存在しない側の端部６ａの膜厚が薄くなった部分は、基材７がバックアップロール３から離間する際に剥離されて、バックアップロール３側に残り、カキトリブレード１４により掻き取られ、回収塗膜１６として回収ボックス１５に回収される。その結果、平板１３が存在しない側の端部６ａの直線性も良くなる。

表１の実験結果から、転写ロール２とバックアップロール３との間に、基材７と平板１３との間隙ｔ１と、転写ロール２と平板１３との間隙ｔ２との関係が、ｔ１＜ｔ２となるように、平板１３を配置した。この位置に平板１３を配置することで、転写ロール２とバックアップロール３との間で押し広げられた塗膜６により間隙ｔ２が満充填されない状態になり、選択的に転写ロール２とバックアップロール３との間で押し広げられた塗膜６を間隙ｔ２側に溢れさせることができる。すなわち、転写ロール２とバックアップロール３との間で上記条件を満たす位置に平板１３を配置することで、直線性の優れたストライプ状の塗膜を連続的に得ることができる。

今回の表１の実験のうち、間隙ｔ２＝６０μｍで間隙ｔ１＝２０μｍの場合の機能性シートを実施例とし、従来の技術であるダイノズルを用いてストライプ塗工を行った機能性シートを比較例として、１ｍｍピッチで基材上に片面のみ塗工した塗膜の幅方向の膜厚比較を行った。

図４（ａ）、（ｂ）は、上記実施例および比較例の片面の塗膜厚みの測定結果を示す図である。

図４を用いて、本実施の形態を用いた実施例と比較例の結果について、説明する。

実施例の装置構成で機能性シートの裏面を塗工した場合、塗膜の端から端まで、膜厚の変動が３μｍに収まる良好な厚み精度の塗膜が得られた。

それに対し、比較例の装置構成で機能性シートの片面を塗工した場合、流動性を有する塗料を用いないとダイノズルで塗工ができないため、無地部と塗膜部との境界部分および端部で表面張力によると思われる薄塗り部（膜厚が薄い部分）が発生し、膜厚の変動が発生する結果となった。

このことからも、本実施の形態１で用いた装置構成は、直線性に優れたストライプ状の機能膜を精度良く製造可能であることが確認できた。

（実施の形態２）
図５（ａ）は、本発明の実施の形態２における機能性シート製造装置を説明する模式図である。

前述の実施の形態１の機能性シート製造装置とは異なり、本実施の形態２の機能性シート製造装置は、調厚ロール１と転写ロール２との間に幅Ｗ１の平板１９を設置すると共に、除去ロール８を取り除いている。また、平板１９は、転写ロール２と密着する位置、または転写ロール２との間隙が塗料４に含まれる粒子の最小粒子径以下となる位置に、上下両端が固定されている。この平板１９は、本発明の第２の平板の一例である。なお、図５（ｂ）、（ｃ）では、理解を容易にするために、平板１９の上下両端の固定機構を省略して図示している
本実施の形態２では、除去ロール８の代わりに、この平板１９により、転写ロール２上には幅Ｗ１の無地部があるストライプ状の塗膜６を形成している。

図５（ｂ）は、本発明の実施の形態２における調厚ロール１と転写ロール２をＺ方向の下方から見た底面を示す模式図である。平板１３、１９は平らな板状の部材であり、平板１３の幅Ｗ２は、平板１９の幅Ｗ１とはＷ１≧Ｗ２の関係にある。また、平板１９の厚みは、平板１３の厚みよりも大きい。

平板１３の両端は固定され、転写ロール２とバックアップロール３との間で塗膜６が押し広げられる際に生じる荷重を受けても動かないように固定されている。

平板１３の設置位置は、実施の形態１の場合と同様に、間隙ｔ１と間隙ｔ２との関係がｔ１＜ｔ２、かつ、転写ロール２とバックアップロール３により押し広げられる塗膜６で間隙ｔ２が埋まらない条件を満たす位置としている。

図５（ｃ）は、本発明の実施の形態２における、転写ロール２とバックアップロール３をＺ方向の上方から見た平面を示す模式図である。

本実施の形態２では、この平板１９に塗膜１７が接触しないように、転写ロール２の軌跡上に、転写ロール２と密着させた除去ブロック１８を設けている。転写ロール２上に残った塗膜１７は、転写ロール２上に接触している除去ブロック１８により外側に押し出され、再び調厚ロール１と転写ロール２とで形成される塗膜６に取り込まれる。

平板１９の表面の材質は、平板１３と同じ材質を用いる。

本実施の形態２において、前述の実施の形態１と同様の実験を行ったところ、実施の形態１と同じ結果が得られた。

このことから、本実施の形態２で用いた装置構成でも、直線性と塗膜均一性に優れたストライプ状の機能膜を精度良く製造することができることが分かった。

図６（ａ）は、本実施の形態２で用いた装置構成において、それぞれ３本の平板１３、１９を幅方向に並べた場合のストライプ状の機能性シートの模式図である。図６（ｂ）は、本発明の実施の形態２において３本の平板１３、１９を幅方向に並べた場合における調厚ロール１と転写ロール２をＺ方向の下方から見た底面を示す模式図である。

図６（ａ）に示すような基材７上に無地部２１と塗膜部２２が複数本並ぶ様なストライプ状の機能膜についても、直線性と塗膜均一性に優れた機能性シートが精度良く製造できた。

なお、誘電体セラミックスとガラスなどの焼結助剤より成る原料粉末および有機バインダーおよび可塑剤と溶剤を混合し、粘度を本実施の形態１および実施の形態２と同等になるまで調整した塗料４を用い、基材７としてのＰＥＴフィルム上に、本実施の形態１および実施の形態２で用いた装置にて、塗布したところ、同様の結果が得られた。このことから、塗料４に含まれる材料に関わらず、塗料４を本実施の形態１および実施の形態２で用いた装置に適した粘度にすれば、直線性に優れたストライプ状の機能膜を精度良く製造可能なことが分かった。

なお、本発明は、機能性シートとして、機能性粉末を結合材樹脂および溶媒等と混合して塗料を作製して成膜する電気二重層キャパシタ、ディスプレイ誘電体層、一次電池、二次電池等の機能性シートの製造にも適用できる。

本発明の機能性シート製造装置は、機能性材料をフィルムあるいはシート状の集電体に転写することが可能なので、機能性材料が塗布された機能性シートの製造に有用である。

１ 調厚ロール
２ 転写ロール
３ バックアップロール
４ 塗料
５ 供給タンク
６ 塗膜
６ａ，６ｂ 端部
７，１０１ 基材
７ａ 無地部
８ 除去ロール
８ａ 除去ヘッド
９ 機能性シート
１０、１４ カキトリブレード
１１、１５ 回収ボックス
１２、１６ 回収塗膜
１７ 塗膜
１８ 除去ブロック
１３、１９ 平板
２１ 無地部
２２ 塗膜部
１０２ ダイノズル
１０３ 活物質層

Claims (12)

1. 塗料を塗膜として基材に塗工して機能性シートを製造する機能性シート製造装置であって、
   前記塗料を供給する供給タンクと、
   前記基材を巻回して走行させる第２のロールと、
   前記第２のロールに対向して配置された第１のロールと、
   前記第１のロールと前記第２のロールとの間に配置された第１の平板と、を備え、
   前記第２のロールに巻回された基材と前記第１の平板との間隙ｔ１と、前記第１のロールと前記第１の平板との間隙ｔ２との関係が、ｔ１＜ｔ２であることを特徴とする、
   機能性シート製造装置。
2. 前記第１の平板は、前記第１のロール上に形成されたストライプ状の塗膜の無地部に配置されたことを特徴とする、
   請求項１記載の機能性シート製造装置。
3. 前記第１の平板の幅Ｗ２と、前記ストライプ状の塗膜の無地部の幅Ｗ１との関係が、Ｗ１≧Ｗ２であることを特徴とする、
   請求項１または２記載の機能性シート製造装置。
4. 前記間隙ｔ２の大きさは、前記基材と前記転写ロールとにより前記転写ロール上の塗膜が押し広げられる際に、前記塗料で満たされない大きさであることを特徴とする、
   請求項１から３のいずれか１項記載の機能性シート製造装置。
5. 前記第１のロールと対向し、前記第１のロール上に前記塗膜を形成するための第３のロールと、
   前記第１のロールと前記第３のロールとの間に配置された第２の平板と、をさらに備えることを特徴とする、
   請求項１から４のいずれか１項記載の機能性シート製造装置。
6. 塗料を塗膜として基材に塗工して機能性シートを製造する機能性シート製造方法であって、
   供給タンクから供給された前記塗料を前記第１のロール上にストライプ状の塗膜として形成し、
   第２のロールに巻回させて前記基材を走行させ、
   前記第１のロールと前記第２のロールとの間に第１の平板を配置した状態で、前記第１のロール上の塗膜を前記基材に転写させて前記機能性シートを製造するに際し、
   前記基材と前記第１の平板との間隙ｔ１と、前記第１のロールと前記第１の平板との間隙ｔ２との関係が、ｔ１＜ｔ２であることを特徴とする、
   機能性シート製造方法。
7. 前記第１の平板は、前記第１のロール上に形成されたストライプ状の塗膜の無地部に配置されたことを特徴とする、
   請求項６記載の機能性シート製造方法。
8. 前記第１の平板の幅Ｗ２と、前記ストライプ状の塗膜の無地部の幅Ｗ１との関係が、Ｗ１≧Ｗ２であることを特徴とする、
   請求項６または７記載の機能性シート製造方法。
9. 前記間隙ｔ２の大きさは、前記基材と前記転写ロールとにより前記転写ロール上の塗膜が押し広げられる際に、前記塗料で満たされない大きさであることを特徴とする、
   請求項６から８のいずれか１項記載の機能性シート製造方法。
10. 前記第１のロール上に形成されたストライプ状の塗膜は、前記第１のロールに対向して配置された除去ロールによって前記塗膜を部分的に除去することによって形成されることを特徴とする、
    請求項６から９のいずれか１項記載の機能性シート製造方法。
11. 前記第１のロール上に形成されたストライプ状の塗膜は、前記第１のロールに密着又は近接した第２の平板を用いて前記塗膜を部分的に除去することによって形成されることを特徴とする、
    請求項６から９のいずれか１項記載の機能性シート製造方法。
12. 前記第１の平板を前記基材の幅方向に複数本配置することで、前記基材の幅方向に複数本のストライプ状の塗膜を形成することを特徴とする、
    請求項６から１１のいずれか１項記載の機能性シート製造方法。